目前,世界上超过30亿的人微营养状况不良。增加粮食作物中可被利用的微营养物质含量是公认的解决微营养缺乏的有效办法。作为世界第二大粮食作物的小麦,像其它主要粮食作物一样,微营养素的含量不高,无法满足人体的需要,因此对小麦不同品种中微营养含量进行测定分析、用QTLs定位方法研究其遗传机制并克隆重要微营养素相关基因,对于成功培育富含微营养素的小麦具有十分重要的意义。 用等离子发射光谱法和分光光度法测定分析了286份不同小麦品种中包括微量元素Fe、Cu、Zn、Mn及K、Na、Ca、Mg、和维生素C及抗氧化活性物质谷胱甘肽硫转移酶(GST)、谷光苷肽过氧化物酶(GSHP)、还原型谷光苷肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷光苷肽还原酶(GR)、总抗氧化态(TAS)等在内的15种微营养素的含量和部分种子性状。15种微营养素相关性状的数据分布大致可分为三类:第一类是典型的正态分布,如GSHP、GSH;第二类是偏正态分布,如GST、Vc、SOD、TAS、K、Zn、Na、千粒重等;第三类是非正态分布,如Ca、Cu、Fe、Mg、Mn等。值得一提的是Ca的次数分布呈成双峰型,与其它任何观察值的分布情况都不同。一般认为,数据呈正态分布的性状是典型的数量性状,有利于QTL定位。微量元素的含量在286份小麦种子中的变化幅度不大,高极值和低极值的倍数在3.20到1.43之间,差异最大的是Na、达3.20倍,其次是Zn和Cu,分别相差2.23倍和2.13倍,Mn的相差倍数最小,为1.43。抗氧化活性物质的含量差异变化比较大,含量差异倍数在13.97-1.34倍之间。V_C含量相差倍数最多,达13.97倍;其次是GST和GSHP,相差倍数分别为9.12和6.13;SOD含量相差倍数最少,只有1.34。有些材料如大拇指矮、Pm16、Pm19、平阳181、南大2419等,同时拥有两种或两种以上微营养素含量的最高值或最低值。小麦种子性状与微营养素的含量有较多的负相关。不同的抗氧化活性物质之间存在较多的相关性,不同的微量元素之间也存在较多的相关性,但这两大类物质间的相关性较小,提示这两大类微营养物质的种子储藏机制也有两类,这两类储藏机制的交叉点可能不多。根据微营养素的含量和种子性状把具有相似遗传背景的材料聚在一起,即可看出这些性状虽然受环境的影响,但是遗传因素还是主要的。 用国际小麦作图群体对包括8种微量元素、2两种维生素(V_C、V_E)、6种抗氧化活性物质及直链淀粉、总淀粉在内的18个与小麦种子中微营养含量相关的性状及部分种子性状进行加性QTL和上位QTL分析,共检测到与小麦种子中的微量元素和抗氧化活性物质含量相关的加性QTL18个,上位QTL15对。目前未见与小麦种子中微营养素和抗氧化活性物质含量相关QTL定位的报道,因此,这些OTL位点为我们首次定位的新位点。与小麦种子中微营养素相关的QTL位点在染色体上的分布是不均匀的,位于2D长臂上的Xfbb377-Xfbcd410区段存在一个影响小麦种子中SOD含量的上位QTL位点和一个与小麦种子中总抗氧化态相关的加性QTL位点。Neuman and Hart(1986)将SOD定位在2A,2B和2D上。SOD是抗氧化活性物质之一,所以,此二位点的重合加上Neuman and Hart的研究结果,我们认为此区段包含有影响小麦种子中SOD含量的基因。在6AL上的Xpsr463-Xpsr915区域包含一个影响小麦种子中V_E含量的上位QTL位点和一个与小麦种子中V_C含量相关的加性QTL。另外,在2B染色体上两个影响小麦籽粒中V_C含量